高保坍型聚羧酸减水剂的制备及其在水溶液中的自组装行为

采用自由基聚合原理制备了一种高保坍聚羧酸减水剂,研究了酸醚比、引发剂双氧水用量、链转移剂用量、反应温度及具有不同水解速率的酯基聚合单体对保坍性能的影响.采用Material Stuido软件中的耗散动力学(DPD)探究其在水溶液中的自组装状态.结果表明:最佳制备工艺为:酸醚比2.0,酯醚比6.0,双氧水用量占聚醚单体质量的1.4％,链转移剂占聚醚单体质量1.1％,丙烯酸羟乙酯和丙烯酸羟丙酯复合使用,其中丙烯酸羟丙酯占总酯量的60％,反应温度为50℃.DPD模拟结果表示,合成的高保坍聚羧酸减水剂在水中具有高度卷曲状态,趋于球状.采用上述工艺制备的高保坍聚羧酸减水剂应用于混凝土中,在30℃条件下,保坍时长能够达到4 h.     

硫铝酸盐水泥用抗泥型聚羧酸减水剂的制备及性能

以过硫酸铵(APS)为引发剂,丙烯酸(AA)、肉桂酸(CINN)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、2-丙烯酰胺-2-甲基丙烷磺酸(AMPS)为反应单体,通过自由基共聚反应合成了一种新型的硫铝酸盐水泥用抗泥型聚羧酸减水剂(CPC)。通过单因素变量法,分别研究了CINN用量、引发剂用量、酸醚比和反应温度对CPC性能的影响。研究结果表明,当引发剂用量为TPEG质量的0.25%,n(TPEG)∶n(AA)∶n(AMPS)∶n(CINN)=1∶5∶0.3∶0.25,反应温度为85℃时CPC的性能最佳。在膨润土掺量为水泥质量的5%(下同),CPC用量为0.75%,水灰比为0.29时,硫铝酸盐水泥初始净浆流动度达到261mm,2h后净浆流动度为235.5mm。红外分析结果表明,CPC的分子结构中含有羧基、羟基、苯环等基团,符合预期的结构组成;总有机碳测试结果表明,膨润土对CPC的吸附量较少而对硫铝酸盐水泥用普通聚羧酸减水剂的吸附量较多;Zeta电位测试结果表明,CPC分子主要通过空间位阻作用对水泥颗粒进行分散。     

溶液聚合直接合成高固含量丙烯酸酯类聚羧酸减水剂

重点研究了以自制酯化大单体聚乙二醇单甲醚甲基丙烯酸酯(MPEGMA)与丙烯酸、衣康酸、甲基丙烯磺酸钠为原料,采用溶液聚合法直接合成45％固含量聚羧酸高性能减水剂工艺.首先利用正交试验找出了影响产物性能的显著因素,重点探讨了大单体酸醚比、衣康酸用量、MAS用量、链转移剂用量、反应温度等因素对水泥净浆流动度的影响.通过试验得出最佳合成工艺:大单体酸醚摩尔比为4.0∶1;合成减水剂物料的质量比为:大单体∶衣康酸∶甲基丙烯磺酸钠=1∶0.045∶0.035;反应温度80℃;保温时间2h.产物的净浆流动度、减水率与20％含量产品相当,且保坍保塑性能更优.     

梳型长短侧链聚羧酸减水剂对水泥早期水化行为的影响及作用机理EI北大核心CSCD

调节异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)的聚合度及与丙烯酸(AA)的摩尔比,以过硫酸铵(APS)为引发剂、甲基丙烯磺酸钠(MAS)为链转移剂,通过水溶液自由聚合法合成了长侧链聚羧酸(LPCE)、长短侧链聚羧酸(LSPCEs)和短侧链聚羧酸(SPCE)3类梳型聚羧酸减水剂(PCEs)。研究了长短侧链比例对水泥早期水化行为的影响,进一步通过PCEs水溶液聚集形态、吸附性能和引气性能等探讨了长短侧链比例对水泥水化行为影响的作用机理。结果表明,SPCE有利于延缓水泥的早期水化,使水化诱导期延长,这是由于SPCE较LSPCEs和LPCE,在水泥颗粒表面的吸附量更大、吸附层厚度更高所致。加入水泥后,随着短侧链比例的增大,PCEs水溶液的起泡高度有增加趋势,而LPCE水溶液的黏度较大,稳泡性能较LSPCEs和SPCE好。     

疏水烷基酯侧链对聚羧酸系减水剂分散及保坍性能的影响

为了研究聚羧酸系减水剂(PCA)分子结构中疏水侧链对新拌混凝土坍落度及其损失的影响,以马来酸酐(MA)、异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)和丙烯酸烷基酯为原料,过硫酸铵为引发剂,通过自由基聚合合成了4种不同疏水侧链长度(疏水侧链含碳个数分别为4、8、12和18)的聚羧酸系减水剂。通过水泥净浆流动度、流动性损失等指标检验了聚羧酸系减水剂的分散性能及保坍性能,结果表明随着疏水侧链长度的增加,聚羧酸系减水剂的分散性能逐渐提高,保坍性能有所改善。吸附量和zeta电位测试结果解释了这种现象的原因,随着疏水侧链长度的增加,水泥颗粒表面zeta电位绝对值逐渐增加,水泥颗粒表面上的持续吸附能力逐渐增强。     

提高减水剂综合性能的分子设计探讨

通过醚酯共聚的工艺．合成了一种具有较高综合性能的聚羧酸减水剂产品。并对如何合成出高适应性、高保坍、低掺量的聚羧酸减水剂机理进行了进一步的探讨。     

交联型聚羧酸减水剂的制备及性能研究

以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG?2400)、丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)及氨基封端的聚乙二醇(H2 N?PEG?NH2)为主要原材料合成了一种微交联型(抗泥、保坍、减水)聚羧酸减水剂M42.探究了酸醚比、丙烯酸羟乙酯(HEA)的用量、抗泥单体氨基封端的聚乙二醇的用量对聚羧酸减水剂的影响.并通过红外光谱分析证实分子结构,采用红外光谱和热失重(TG)分析了M42在蒙脱土的表面吸附,采用XRD分析了蒙脱土对M42层间吸附的影响.最后,评价了M42对含蒙脱土的水泥净浆流动度、混凝土损失及抗压强度的影响.结果表明:当酸醚比为2.0,HEA和氨基封端的聚乙二醇的用量分别为大单体用量的2.9％和4.4％时,该产品同时具备抗泥、保坍及减水效果,综合性能优于市场同类产品.     

掺加改性淀粉制备聚羧酸减水剂及其应用

选取经过降解处理的羧甲基淀粉醚(CMS-Na)代替部分异戊烯基聚氧乙烯醚(TPEG)制备一种新型聚羧酸系减水剂(PC2),利用水泥净浆单组分试验得出CMS-Na对TPEG的最佳替代量为15%。另外,用红外光谱(FTIR)对CMS-Na及聚羧酸减水剂的分子结构进行了表征。结果表明,掺加CMS-Na合成的PC2不仅降低了原材料的成本,而且具有良好的分散性和保塑性,同时不影响混凝土强度。     

聚羧酸减水剂阴离子密度对水泥净浆表观黏度的影响

研究了不同羧酸根密度、磺酸根密度的聚羧酸减水剂(PCE)对水泥净浆表观黏度的影响。结果表明,掺短侧链PCE净浆的表观黏度均随羧酸根密度的增加而升高,而掺长侧链PCE净浆的表观黏度则呈现先降低后升高的趋势。当丙烯酸(AA)和甲基烯丙基聚氧乙烯醚(TPEG2400)的比为3.5∶1(mol,摩尔比)时,表观黏度最低;随着甲基丙烯磺酸钠(MAS)加入量增加,净浆表观黏度先升高后降低。大部分掺PCE的净浆表观黏度会随着搅拌时间的延长,以及温度的升高而升高。     

VPEG-保坍型聚羧酸减水剂的制备及其性能研究

以4-羟丁基乙烯基聚氧乙烯醚(VPEG)为大单体，丙烯酸(AA)、丙烯酸羟乙酯(HEA)为共聚单体，巯基乙酸(TGA)为链转移剂，在H₂O₂/维生素C(V_C)氧化-还原引发体系下，经自由基聚合合成VPEG-保坍型聚羧酸减水剂(PCE-ZZ)。将PCE-ZZ与普通减水剂复配制得减水剂(PCE-1),与市售复配减水剂(PCE-2)进行对比，分别考察其对表面张力、气泡高度、水泥净浆流动性、水泥试块抗压强度、水泥水化过程等的影响。结果表明，PCE-ZZ的最佳合成工艺为n(AA)∶n(HEA)∶n(VPEG)=1∶2.5∶1,链转移剂和H₂O₂用量均为VPEG的0.4%(质量分数),VPEG相对分子质量为3 000,A、B料液滴加时间为60 min。PCE-1与PCE-2相比，PCE-1具有更优异的和易性与坍落度保持性。PCE-1对水泥水化过程的延缓作用强于PCE-2,能更好地促进水泥水化产物的紧密排列，进而提高水泥试块抗压强度。     

新型酯类单体及其聚羧酸减水剂的合成与性能研究

使用聚乙二醇与丙烯酸合成了一种新型酯类功能单体,并将其与乙二醇单乙烯基醚进行聚合,得到了一种保坍型酯醚共聚聚羧酸减水剂.通过单因素实验,研究了酸醇比、催化剂用量、反应温度对功能单体酯化率的影响以及酸醚比、引发剂用量、功能单体掺量和反应温度对减水剂性能的影响.结果表明,在酸醇比n(AA):n(PEG)为2.5:1,浓硫酸...     

酰胺型聚羧酸系减水剂的合成研究

以过硫酸铵(APS)为引发剂,N-氨基甲酰马来酸(NCMA)、聚乙二醇单烯丙基醚(APEG)和甲基丙烯磺酸钠(SMAS)为聚合单体,合成N-氨基甲酰马来酸-甲基丙烯磺酸钠-聚乙二醇单烯丙基醚(SP)。通过FT-IR和1 H-NMR谱图对SP结构进行表征。以净浆流动度为指标,考察了引发剂用量、反应温度、SMAS/APEG物质的量比和NCMA/APEG物质的量比对净浆流动度的影响。结果表明:最佳反应条件为SMAS/APEG物质的量比1.2、NCMA/APEG物质的量比1.0、引发剂用量0.4%(质量分数)和反应温度50℃。以最佳反应条件制备的SP具有较好的工作性能和分散效果,掺量为0.2%(质量分数)时,减水率达25.7%,净浆流动度达311mm。     

降低高强混凝土黏度的减水剂制备与机理研究

根据分子结构设计原理,以马来酸酐与异戊烯醇聚氧乙烯聚氧丙烯醚大单体为主要反应原料,以甲基烯丙基磺酸钠为链转移剂,合成一款减水剂.采用凝胶渗透色谱、红外光谱、核磁氢谱等测试手段获得了合成产物的分子量及分子量分布等结构参数信息,同时比较了该减水剂与普通减水剂在表面张力、对水泥颗粒吸附行为、Zeta电位、水泥净浆流动性、水泥净浆流变性能及新拌混凝土应用性能方面的差异.性能评价结果表明,该减水剂具有良好的降黏效果,本工作还分析了其降黏作用机理.     

含短侧基低分子量聚羧酸系减水剂的合成与作用机理探讨

利用合成的马来酸酐柠檬酸酯类大单体(MACA)与丙烯酸(AA)、烯丙基磺酸钠(SAS)等进行自由基聚合,制备出一种含短侧基低分子量的新型聚羧酸系减水剂。通过红外光谱、黏度、水泥净浆流动度和ζ电位等方法对共聚物的结构组成和性能进行了表征,并初步探讨了新型聚羧酸系减水剂与水泥的作用机理。研究表明:该减水剂有较好的分散性,且水泥净浆流动度保持性较好,无泌水离析现象;该减水剂与水泥粒子的塑化机理符合静电斥力与空间位阻理论。     

乳液聚合法制备降黏型聚羧酸减水剂

为了解决高强度等级混凝土在拌制过程中存在的黏度高、流速慢问题,以甲基烯丙基聚氧乙烯醚、甲基丙烯酸丁酯、丙烯酸、甲基丙烯酸为主要原材料,通过自由基聚合方法合成一种降黏型聚羧酸减水剂,研究了酸醚比、酯醚比、乳化剂用量等试验因素对减水剂性能影响.试验结果表明:减水剂最佳合成工艺为酸醚比为3.5,酯醚比为1.5,AA:MAA用量比例为2,反应温度为35～45℃,乳化剂用量为体系质量的0.4％,混凝土试验结果显示该产品具备良好降黏性能,能够有效降低混凝土塑性黏度.     

交联型聚羧酸高性能减水剂的合成工艺研究

从分子结构设计的角度出发,选择了一种具有双官能团结构的功能单体参与聚羧酸高性能减水剂的主链结构的合成,通过正交设计试验研究制备了一系列具有交联结构的聚羧酸高性能减水剂。试验结果分析表明该减水剂具有更优的分散性能及对各种水泥的适应性,正交分析得到最优组合为MAA与单体E的摩尔比1．5,链转移剂用量0．25％,引发剂用量1．65％。     

水相ATRP法合成聚羧酸类高效减水剂

以对苯乙烯磺酸钠、丙烯酸钠为原料,以2-溴丙酸为引发剂,采用原子转移自由基聚合(ATRP),在水相介质中室温条件下合成出聚羧酸类减水剂。通过红外光谱(FT-IR)、核磁共振(1H-NMR)等测试方法对聚合物的结构进行表征与分析,通过净浆流动度研究了反应时间和产物性能之间的关系。结果表明,成功地合成出了具有嵌段结构的聚羧酸类高效减水剂,并且当反应时间取24h时,产物的性能较好。     

二臂超支化聚羧酸减水剂的合成表征及性能

以氯化亚砜和甲氧基聚乙二醇(MPEG)为原料合成氯代甲氧基聚乙二醇(Cl-MPEG),对乙醇胺表面的氨基进行聚乙二醇(PEG)长链接枝,通过丙烯酰氯进一步引入双键合成二臂超支化聚氧乙烯醚大单体(TAHBPE)。将TAHBPE与丙烯酸小单体采用水溶液自由基共聚法合成二臂侧链超支化型聚羧酸减水剂(TAHB-PCEs)。采用红外光谱、核磁共振、质谱、凝胶渗透色谱对合成过程的中间和最终产物进行了结构表征。结果表明,成功合成了Cl-MPEG,TAHBPE和TAHB-PCEs。净浆流动度和流变性测试结果表明,TAHB-PCEs的净浆流动度达到298.5 mm,屈服应力和黏度均小于传统梳型聚羧酸减水剂。通过表面张力、接触角对TAHB-PCEs的分散作用机理进行了探讨,保持聚羧酸减水剂的羧酸根密度不变、缩短侧链长度、增大侧链密度可降低其表面张力和表面能,有利于其在水泥表面的润湿,达到更好的减水分散性能。     

基于流变模型的降黏型聚羧酸减水剂的试验研究

为解决高强混凝土存在的黏度过高影响施工的问题，本研究对减水剂分子结构进行设计，提高了聚羧酸减水剂对低水胶比胶凝材料体系的黏度调节能力。以异戊烯醇聚氧乙烯醚(TPEG)、丙烯酸、巯基丙酸等为原材料，分别加入功能性单体甲基丙烯酸甲酯(MMA)、甲基丙烯磺酸钠(SMAS)和2-羟乙基甲基丙烯酸酯磷酸酯(HEMAP),通过自由基聚合反应合成了降黏型聚羧酸减水剂。通过红外光谱仪对减水剂结构进行表征，结合流动度测试探究了其分散性能规律，结合流变学测试定性分析了其降黏性能规律。实验结果表明，适量掺加三种功能单体时，合成的聚羧酸减水剂不仅获得了良好的分散性，而且降黏效果显著；流变学测试结果与Bingham流变模型具有良好的相关性，可以反映减水剂的降黏性能规律。     

RAFT聚合制备超分散剂P(AA-b-APEG)及对TiO_2分散性研究

以丙烯酸(AA)和聚乙二醇单烯丙基醚(APEG)为聚合单体,S-正十二烷基-S'-(2-甲基-2-丙酸基)三硫代碳酸酯(DDMAT)为链转移剂,偶氮二异丁腈(AIBN)为引发剂,采用可逆加成-断裂链转移(RAFT)活性自由基聚合方法,合成超分散剂P(AA-b-APEG),并通过FT-IR,GPC进行表征。研究发现聚合反应12h合成的超分散剂P3加入量为2g/L可以使TiO2颗粒在水体系中悬浮率达到99.89%,25℃静置沉降7d后,沉降率仅为4%。